一例液压系统设计问题的分析与处理

　　0 问题的提出

　　设计某夹紧与工作缸顺序动作液压回路。因为夹紧液压缸的直径较小,而减压阀在出口压力没有达到调定压力时阀口全部开启,使夹紧液压缸运动速度过快。为了控制夹紧液压缸的运动速度,在控制夹紧液压缸压力的减压阀后接入一个节流阀,如图1所示的夹紧液压缸I无杆腔进油口的节流阀。接入节流阀后,当使用其调节速度时,系统的顺序动作不能够实现;当节流阀全部开启,顺序动作实现,但不能控制夹紧速度。

　　在设计的液压系统方案中,要通过节流阀对缸I进行速度控制,但由于定量泵系统的调速是流量阀和溢流阀联合作用的结果,要调速,溢流阀就必然处于溢流工作状态。这时泵的压力pB为溢流阀调定值py,存在p_B=py。p_B和工件是否夹紧无关。而顺序阀的调定压力px一定要小于溢流阀py,即泵的输出压力pB总是大于顺序阀的调定值px,故进给缸Ⅱ只能先动作或和缸Ⅰ同时动作,因此无法达到预想的既能够实现顺序动作又控制夹紧速度的目的。

　　1 解决方案

　　在这样的顺序动作回路中,如图1接入节流阀控制速度的方法是失败的。但如何才能够实现这样的要求呢?通过上面的分析我们知道,关键是液压泵出口的液压力达到了顺序阀的开启压力,同样的回路如果采用定量泵,一定是这样的效果,如果采用变量泵呢?比如是限压式变量泵。另外,我们知道,夹紧液压缸入口的油压,就是节流阀后的油压是随着夹紧动作的进行而变化的,运动过程中很小,夹紧后升到减压阀调定的最大值pj,用这个最大值控制工作缸顺序阀的动作也是有效的方法。

　　1.1 采用变量泵

　　图2所示的液压回路,在设计中采用了变量泵。采用限压式变量泵设计时,溢流阀起安全阀的作用,泵出口的压力由外负载决定。调节确定节流阀控制的夹紧缸运动速度,控制液压泵的流量,保持夹紧缸运动中工作压力小于顺序阀的开启压力。实际上也就是夹紧与工作缸的动作分别在变量泵工作曲线的两个点上。变量泵的工作曲线这里不再示出。

　　1.2 采用外控顺序阀

　　图3是采用外控顺序阀的回路,它是把图1中工作液压缸顺序阀的内控方式改为外控方式,控制压力由节流阀出口引出,节流阀出口的压力取决于缸I负载。这样,当缸I在运动过程中,负载较小,节流阀后的压力不足以使外控顺序阀接通;当缸I夹紧工件停止运动后,节流阀后的压力升高到减压阀的调定压力pj,使外控顺序阀接通,实现所要求的顺序动作。

　　以上,没有说明液压缸的反向行程。反向运动顺序为工作缸快速退回后,夹紧缸退回,顺序动作仍然是采用单向顺序阀控制实现。若不希望节流阀对夹紧液压缸的反向运动速度进行控制(有时效果不好),给节流阀并联一个回程使用的单向阀,或直接采用单向节流阀即可。这里不再示出。